[发明专利]一种碳纳米管和石墨烯协同增强铝基复合材料及制备方法

摘要

本发明公开了一种GNFs/CNTs协同增强Al/Si/Al₂O₃复合材料，该铝基复合材料样品主要是由Al、SiO₂、CNTs、GNFs中的一种或几种制成。利用没食子酸和芦丁分别对CNTs和GNFs进行表面改性，结合原位反应和粉末冶金技术分别制备了Al/Si合金为基体，CNTs、GNFs单增强以及CNTs和GNFs混合增强的铝基复合材料，结果发现：1.三种复合材料中1%CNTs增强的复合材料的力学性能最为优良，其致密度、硬度、抗拉强度均为最高。2.纳米碳材料增强的铝基复合材料的强化机理主要有热膨胀系数错配强化、奥罗万强化和载荷传递强化三种。本发明还公开了所述铝基复合材料的制备方法。该方法工艺简单，易于生产，具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种铝基复合材料，按重量百分比包括如下成分：硅2‑15%、La 0.01‑0.5%、氧元素 2.3‑17.1%、纳米碳材料0.01‑3%，余量为Al；所述纳米碳材料是改性GNFs和改性CNTs；所述改性CNTs是经以下方法制成：将CNTs加入到没食子酸水溶液中，分散均匀，静置，过滤，取滤渣进行真空干燥，得到由没食子酸改性的CNTs；所述改性GNFs是经以下方法制成：将GNFs加入到芦丁水溶液中，分散均匀，静置，过滤，取滤渣进行真空干燥，得到由芦丁改性的GNFs；所述铝基复合材料的制备方法如下：（1）制备改性CNTs和改性GNFs；（2）进行复合粉体的制备：将改性CNTs、改性GNFs、Al、SiO2混合均匀；（3）真空热等静压烧结制备得到铝基复合材料：复合粉体放入模具中，然后真空脱气，600‑900℃热等静压烧结，烧结完成后冷却，得到铝基复合材料。